Методы синтеза блок- и привитых сополимеров
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
РЕФЕРАТ
по учебной дисциплине: Химия и технология полимеров
на тему: Методы синтеза блок и привитых сополимеров
ВВЕДЕНИЕ
Что такое сополимеры?
Cополимеры - разновидность полимеров, цепочки молекул которых состоят из двух или более различных структурных звеньев. Различают регулярные и нерегулярные сополимеры (коих большинство). Различные структурные звенья нерегулярных сополимеров беспорядочно расположены вдоль цепочки. В регулярных же сополимерах различные структурные звенья расположены упорядоченно и, следовательно, регулярные сополимеры могут быть представлены как обычные полимеры с большими структурными звеньями.
Типы сополимеров:
Мономеры, из которых изготавливаются сополимеры, могут быть по-разному скомбинированы. Наиболее вероятные способы:
чередующийся (A-B)n
- периодический (A-B-A)n
статистический (A-A-B-A-A-A-B-B-A-B)
- блок-сополимер (A)n-(B)m
- привитой (A-A-A-A-A-A-A-A-A-A)
| |B
| |B
| |B
| |
[1]
Блок-сополимеры
остоят из линейных макромолекул, содержащих чередующиеся блоки полимеров различного состава или строения, соединенные между собой химическими связями. Строение макромолекул м. блок-сополимеры представлено, например, схемами:
*(А)n-(В)m;
*(А)n-(В)m-(А)l-(В)k;
*(А)n-(В)m-(С)l;
*(А)n-Х-(В)m-Х-(А)l,
где А, В, С-мономерные звенья;
n, m, l, k-число этих звеньев в блоке;
Х - фрагмент молекулы бифункционального низкомолекулярного вещества (сшивающего агента). [2]
Частный случай блок-сополимеров - стереоблок-сополимеры, содержащие в макромолекуле блоки одинакового состава, но различной пространственной структуры.
Число мономерных звеньев в блоке должно быть достаточным для проявления в нем всей совокупности свойств данного полимера.
Если блоки состоят из несовместимых полимеров, то блок-сополимеры приобретают микрогетерогенную структуру и в них сочетаются с вещества полимеров, образующих отдельные блоки. На этом основан один из эффективных путей химического модифицирования полимеров.
К числу блок-сополимеры, имеющих важное промышленное значение, относятся термоэластопласты, макромолекулы которых состоят из блоков термопластов (полистирол, полиэтилен, полипропилен) и гибких блоков эластомеров (полибутадиен, полиизопрен, статистические сополимеры бутадиена со стиролом или этилена с пропиленом).
Блок-сополимеры, образуемые полимерами, резко различающимися по растворимости (напр., полиэтиленоксид - полипропиленоксид), используют для получения неионогенных ПАВ.
Гидрофилизация волокнообразующих полимеров, например полиэтилентерефталата, введением в их макромолекулы гидрофильных блоков, например полиэтиленоксидных, - один из способов повышения восприимчивости полимеров к красителям. [3]
Привитые сополимеры
Разветвленные высокомолекулярные соединения, макромолекулы которых состоят из основной цепи и боковых ответвлений, различающихся по составу и/или строению. Схематично привитые сополимеры можно изобразить так:
~AAA - (A)n - AAA~ ~AAA - (A)n - AAA~
| | | |
(B)k (B)l X X
| |
(B)k (B)l
(А и В - мономерные звенья различного типа, Х - промежуточная группа, k, n и l показывают число мономерных звеньев в последовательностях). Основная и боковые цепи могут быть гомо- (показаны на схеме) и сополимерами. [3]
Привитые сополимеры, состоящие из последовательностей дифильного характера, претерпевают микрорасслаивание не только в растворах, но и в твердой фазе. Этот процесс может происходить уже при синтезе и выделении привитые сополимеры либо при послед. их переработке. Химические связи между различными частями препятствуют его макрорасслаиванию. Это свойство резко отличает привитые сополимеры от соответствующих термодинамически неустойчивых механических смесей полимеров, поэтому привитые сополимеры применяют там, где необходимы совместимые полимерные системы.
Благодаря наличию микрообластей, обогащенных тем или иным компонентом, привитые сополимеры существенно отличаются по свойствам от статистических сополимеров того же состава и характеризуются в большинстве случаев аддитивностью физико-механических свойств. Последняя отчетливо обнаруживается при термомеханических испытаниях.
Для таких привитых сополимеров, состоящих из несовместимых или мало совместимых компонентов обнаружено существование двух температур стеклования, а температура их течения определяется максимальной температурой течения одного из компонентов, что позволяет в ряде случаев расширить температурный интервал высокоэластичного состояния. Пластификация таких привитых сополимеров осуществляется строго селективно путем растворения пластификатора в соответствующих микрообластях.
Существование областей микрорасслаивания определяет наиболее ценные в практическом отношении механические свойства привитых сополимеров. Связыванием воедино гибких и жестких сегментов в макромолекулах привитые сополимеры получают ударопрочные пластики прививкой бутадиена, изопрена и некоторых а-олефинов на полистирол, полиакрилонитрил, ПВХ (например, АБС-пластик, полистирол ударопрочный). Привитую сополимеризацию широко используют для модификации поверхностных свойств (напр., жесткости, атмос?/p>